【摘 要】
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细胞外囊泡(Extracellular vesicle,EVs)是由细胞产生的纳米级大小的膜结构,被认为是介导细胞间通讯的重要方式,参与了机体内多种生理反应过程。EVs由于其生物内源性和低免疫原性,可避免其在体内被快速清除,亦不会引起机体免疫反应。EVs可反映其来源细胞的特征及生理状态,其表面特定的生物分子组分可与机体组织相互作用,如通过配体-受体方式,介导EVs特异性进入特定组织或靶向特定细胞,
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细胞外囊泡(Extracellular vesicle,EVs)是由细胞产生的纳米级大小的膜结构,被认为是介导细胞间通讯的重要方式,参与了机体内多种生理反应过程。EVs由于其生物内源性和低免疫原性,可避免其在体内被快速清除,亦不会引起机体免疫反应。EVs可反映其来源细胞的特征及生理状态,其表面特定的生物分子组分可与机体组织相互作用,如通过配体-受体方式,介导EVs特异性进入特定组织或靶向特定细胞,同时增强其穿越组织屏障的能力,所以其在药物递送系统开发方面具有较好的应用前景。不同细胞来源的EVs的特点和功能具有较大的差别,中性粒细胞具有高趋化性等特性,但是其来源的EVs是否能继承中性粒细胞的高趋化性等特征并不清楚,此外不同刺激物处理是否会通过影响中性粒细胞中相关生物分子的表达水平,导致其来源的EVs在组分和功能上有所差别,有待深入研究。本研究以中性粒细胞来源的EVs为主要研究对象,研究免疫激活剂处理的中性粒细胞来源EVs的组分及其生物学功能差异,并进一步评估其作为药物递送载体的可行性。本研究采用全反式维甲酸(All-trans retinoic acid,ATRA)诱导HL-60细胞分化为中性粒细胞,作为制备EVs的重要细胞来源。通过细胞形态学观察细胞核型和核质比的改变,以及流式检测细胞表面标志物CD11b和CD16的表达水平,相应结果表明ATRA将HL-60细胞成功诱导分化为中性粒细胞。使用脂多糖(LPS)和干扰素-γ(IFN-γ)刺激中性粒细胞,实验结果表明LPS和IFN-γ处理后中性粒细胞内相关促炎因子的表达水平显著上调,特别是中性粒细胞活化的重要指标细胞粘附分子1(Intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1)在m RNA和蛋白质表达水平均显著上升。然后对由外源刺激物诱导产生的中性粒细胞来源的EVs进行分离、鉴定,EVs明显继承了亲代细胞的相关组分,呈现ICAM-1的高水平表达。研究发现,基于配体-受体相互作用,ICAM-1可与细胞表面αLβ1、αLβ2、αMβ2等整合素结合。有研究表明,上述整合素分子在肿瘤细胞表面高表达,提示高表达ICAM-1的EVs可能对此类细胞具有高亲和性,提示EVs可通过黏附素-整合素作用靶向特定肿瘤细胞种群。为此,本研究选用了两种整合素差异性表达的细胞系(高表达的小鼠肺癌细胞(LLC)以及低表达的小鼠胚胎成纤维细胞(NIH-3T3)),评估高表达ICAM-1的中性粒细胞来源EVs被上述两种细胞系捕获的效率。实验结果表明高表达ICAM-1的中性粒细胞来源EVs更容易被高表达整合素的肿瘤细胞黏附捕获,而不是低表达整合素的成纤维细胞。该结果提示富含ICAM-1的中性粒细胞EVs具有靶向性。因此,本研究进一步评估基于LPS和IFN-γ处理的中性粒细胞来源的EVs作为递药载体的可行性,以阿霉素(Doxorubicin,Dox)为模式药物,利用中性粒细胞来源的EVs负载Dox制备载药EVs,研究载药EVs被肿瘤细胞的摄取效率及其对杀伤肿瘤细胞的能力。结果显示,相比于未经处理的中性粒细胞EVs,高表达ICAM-1的中性粒细胞EVs增加肿瘤细胞摄取Dox的效率,进而有效杀伤肿瘤细胞。综上所述,LPS和IFN-γ处理的中性粒细胞来源EVs可通过ICAM-1与肿瘤细胞表面高表达整合素相互作用,进而被肿瘤细胞内吞。该类EVs可为针对整合素高表达的肿瘤的化疗药物靶向递送系统的开发提供新的思路。
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